KR101178581B1

KR101178581B1 - Pump housing assembly with liner

Info

Publication number: KR101178581B1
Application number: KR1020067003220A
Authority: KR
Inventors: 케빈 에드워드 버제스
Original assignee: 위어 미네랄즈 오스트레일리아 리미티드
Priority date: 2003-09-04
Filing date: 2004-08-30
Publication date: 2012-08-30
Also published as: KR20060061358A; AU2004270753A2; ZA200601284B; CA2533615C; JP2011169328A; TWI350887B; MY142716A; CN100557250C; JO2487B1; AR089582A2; NZ545072A; EP1660778B1; HK1085526A1; AR045583A1; CA2533615A1; EP1660778A4; BRPI0414138B1; EP2012018A3; AP1863A; AU2004270753B2

Abstract

펌프 케이싱(12) 및 라이너(20)를 구비하는 펌프 하우징 조립체로서, 상기 펌프 케이싱(12)은 상호 조립된 위치에서 연결되는 구조를 가지는 서로 대향하는 전측부 및 후측부를 포함하는 적어도 2개의 부품(13, 14)을 구비하고, 상기 2개의 부품은 조립된 위치에서 펌프 케이싱의 전측부 및 후측부를 관통하는 하나 이상의 평면 내에 배치되는 공통 접합 영역을 구비한다.A pump housing assembly having a pump casing 12 and a liner 20, wherein the pump casing 12 includes at least two parts comprising opposed front and rear portions having a structure that is connected in mutually assembled positions. 13 and 14, wherein the two parts have a common joining area disposed in one or more planes passing through the front and rear sides of the pump casing in the assembled position.

펌프, 하우징, 라이너 Pump, housing, liner

Description

Pump housing assembly with liner {PUMP HOUSING ASSEMBLY WITH LINER}

본 발명은 외측 케이싱과 내측 라이너를 구비하는 예를 들면 단부 흡입 원심펌프(end suction centrifugal pumps)와 같은 총괄적으로 펌프에 관한 것이다. 본 발명은 특히 압력과 배관의 하중에 견딜 수 있는 외측 케이싱과 내마모성이고 상기 외측 케이싱에 의해 지지되는 내측 라이너를 구비하는 슬러리 펌프용으로 적합하다.The invention relates generally to pumps such as end suction centrifugal pumps having an outer casing and an inner liner. The invention is particularly suitable for slurry pumps having an outer casing capable of withstanding pressure and load on the pipe and an inner liner which is abrasion resistant and supported by said outer casing.

원심 슬러리 펌프는 통상적으로 내마모성 일레스토머 화합물(elastomer compound)로 주조된 라이너를 내측에 구비하는 주철이나 연성 주철로 주조된 외측 케이싱을 이용한다.Centrifugal slurry pumps typically use an outer casing cast from cast iron or ductile cast iron with an inner liner cast from a wear resistant elastomer compound.

상기 케이싱과 라이너는 전통적으로 2개 부분으로 제작한 다음 케이싱의 외주에 볼트를 체결하여 결합시킨다. 상기 2개의 부분을 조립하면 펌핑 하우징을 형성한다. 이 펌핑 하우징은 유입구가 형성된 전측부 및 임펠러 샤프트 상에 회전이 가능하게 장착된 임펠러를 내측에 구비하는 펌핑 쳄버를 구비하는 후측부를 구비한다. 상기 임펠러 샤프트는 펌핑 쳄버의 후측부로 진입하고, 외주측 단부에는 유출구가 형성되어 있다. 상기 케이싱과 라이너의 하프(halves)는 외측이 볼록하고, 내측이 오목한 형상으로 되어 있다. 상기 라이너는 통상 주조된 일레스토머 내에 금 속골격이 개재되어 있으며, 이 금속골격은 라이너의 형상을 유지하도록 도와줄 뿐 아니라 라이너를 케이싱 하프에 고정시키기 위한 볼트나 스터드의 부착 지점을 제공한다. 상기 2개의 부분은 펌프 임펠러의 회전축선에 대체로 수직인 평면을 따라 결합된다.The casing and liner are traditionally manufactured in two parts and then joined by bolting to the outer periphery of the casing. The two parts are assembled to form a pumping housing. The pumping housing has a front side having an inlet and a rear side having a pumping chamber having an impeller rotatably mounted on the impeller shaft therein. The impeller shaft enters the rear side of the pumping chamber, and an outlet is formed at the outer peripheral side end. The halves of the casing and liner are convex on the outside and concave on the inside. The liner is typically interposed with a metal skeleton in a cast elastomer, which not only helps to maintain the shape of the liner but also provides a point of attachment of bolts or studs to secure the liner to the casing half. The two parts are joined along a plane generally perpendicular to the axis of rotation of the pump impeller.

조립시, 2개의 라이너 하프의 외주는 압력밀봉을 형성하기 위해 케이싱과 케이싱 볼트로 압착하여야 한다. 그 결과 형성된 연결 라인 특히 임펠러 배출부의 인접한 연결 라인은 펌프에 있어서 마모에 취약한 영역이 된다. 2개의 라이너 하프 사이의 연결 라인을 따라 부정합이 발생하면 연결 라인 내에 단차 또는 틈새가 형성되고, 이 부분은 우선적으로 마모될 수 있다. 일단 국부적으로 마모가 개시되면 상기 단차부나 틈새부는 연속적으로 발생하는 난류 패턴에 의해 마모 가속점(accelerated wear point)이 되고, 이와 같은 국부적인 마모에 의해 최악의 경우에는 라이너가 관통되고, 이에 의해 압력을 수용하는 케이싱이 마모에 노출된다.In assembly, the outer circumference of the two liner halves must be crimped with the casing and casing bolts to form a pressure seal. The resulting connection line, in particular the adjacent connection line of the impeller outlet, is a region vulnerable to wear in the pump. If a mismatch occurs along the connection line between the two liner halves, a step or gap is formed in the connection line, which may wear out preferentially. Once local wear is initiated, the stepped or crevice becomes an accelerated wear point due to a continuously occurring turbulence pattern, and in the worst case the liner penetrates by this local wear and thereby pressure The casing that houses it is exposed to wear.

본 발명의 목적은 전술한 결점들 중의 하나 이상의 결점을 감소시키는 펌프 하우징 조립체를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a pump housing assembly which reduces one or more of the above mentioned drawbacks.

본 발명의 일 관점에 따르면, 본 발명은 펌프 케이싱 및 라이너를 구비하는 펌프 하우징 조립체에 있어서, 상기 펌프 케이싱은 상호 조립된 위치에서 연결되는 구조를 가지는 서로 대향하는 전측부 및 후측부를 포함하는 적어도 2개의 부품을 구비하고, 상기 2개의 부품은 조립된 위치에서 펌프 케이싱의 전측부 및 후측부를 관통하는 하나 이상의 평면 내에 배치되는 공통 접합 영역을 구비하는 펌프 하우징 조립체를 제공한다.According to one aspect of the invention, the invention provides a pump housing assembly having a pump casing and a liner, wherein the pump casing includes at least front and rear sides opposing each other having a structure connected at mutually assembled positions; It provides a pump housing assembly having two parts, the two parts having a common joint area disposed in one or more planes passing through the front and rear sides of the pump casing in the assembled position.

조립된 위치에서 상기 라이너는 펌프 케이싱 내에 배치됨과 동시에 상기 펌프 케이싱의 전측부 및 후측부 사이에 연장하는 회전축을 중심으로 회전이 가능한 임펠러용 펌프 쳄버를 형성한다.In the assembled position the liner is arranged in the pump casing and at the same time forms a pump chamber for the impeller that is rotatable about an axis of rotation extending between the front and rear portions of the pump casing.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 펌프 케이싱의 2개의 부품은 상기 임펠러의 회전축선과 일치된 평면 내에 배치된 공통 접합영역을 구비한다.In one embodiment of the invention, the two parts of the pump casing have a common joining area arranged in a plane coincident with the axis of rotation of the impeller.

상기 라이너는 예를 들면 고무, 합성고무 등과 같은 일레스토머로 일체로 성형된다. 그 라이너의 양측에는 조립된 위치에서 상기 2개의 케이싱 부품 사이에 클램핑되는 구조를 가진 환형 플랜지가 구비된다. 상기 플랜지는 시일부를 구비하고, 그 시일부는 상기 펌프 케이싱과 펌프 엔드 플레이트 조립체 사이에 형성된 캐비티 내에 수용되는 구조를 가진다. 상기 시일부는 상기 라이너와 일체로 형성된 대체로 쐐기형이고, 펌프의 가동 전 및 가동 중에 생성되는 압력에 반응한다. 이것은 본 발명의 다른 관점을 구성한다.The liner is integrally molded with an elastomer such as, for example, rubber, synthetic rubber, or the like. Both sides of the liner are provided with annular flanges having a structure that is clamped between the two casing parts in the assembled position. The flange has a seal portion, the seal portion having a structure to be received in a cavity formed between the pump casing and the pump end plate assembly. The seal is generally wedge shaped integrally with the liner and responds to the pressure generated before and during the operation of the pump. This constitutes another aspect of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 펌프의 분해도;1 is an exploded view of a pump according to the invention;

도 2는 본 발명에 따른 펌프 하우징 조립체의 분해도;2 is an exploded view of a pump housing assembly according to the present invention;

도 3 및 도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 조립체의 펌프 케이싱의 도식도;3 and 4 are schematic views of the pump casing of the assembly shown in FIGS. 1 and 2;

도 5 내지 도 7은 도 1 및 도 2에 도시된 라이너의 도식도; 및5-7 are schematic views of the liner shown in FIGS. 1 and 2; And

도 8은 시일 조립체의 상세도이다.8 is a detail view of the seal assembly.

도 1에는 총괄적으로 참조번호 10으로 표시한 펌프의 분해도가 도시되어 있다. 이 펌프(10)는 상호 조립될 수 있는 2개의 부품(13 및 14)을 구비하는 펌프 케이싱(12), 일레스토머 라이너(20), 구동축 조립체(22), 임펠러(24), 전후측 라이너(25 및 26)(전측 라이너는 종종 "스로트 부시(throat bush)"라 칭함), 및 엔드 플레이트(28)를 구비하고 있다.1 shows an exploded view of a pump, indicated collectively by reference numeral 10. The pump 10 comprises a pump casing 12, an elastomeric liner 20, a drive shaft assembly 22, an impeller 24, a front and rear liner having two parts 13 and 14 that can be assembled together. 25 and 26 (front liner is often referred to as a "throat bush"), and an end plate 28.

조립된 위치에서 상기 임펠러(24)는 펌프 쳄버(29) 내에 배치되고, 회전축선 X-X를 중심으로 회전되는 구동축 조립체(22)에 작동이 가능하게 연결된다.In the assembled position, the impeller 24 is disposed in the pump chamber 29 and is operably connected to the drive shaft assembly 22 which is rotated about the rotation axis X-X.

종래에 마찬가지로 슬러리는 유입구(27)를 통해 펌프 쳄버(29) 내에 도입된 후 유출구(23)를 통해 배출된다.The slurry is likewise conventionally introduced into the pump chamber 29 via the inlet 27 and then discharged through the outlet 23.

펌프 케이싱(12)은 도 3 및 도 4에 잘 도시되어 있는 것으로서 서로 결합시킬 수 있는 2개의 부품(13 및 14)을 포함하고 있다. 플랜지(15) 내에는 상기 2개의 부품을 결합시키기 위한 장착볼트를 수용하는 개구(16)가 형성되어 있다. 조립된 상태에서 상기 케이싱은 유입구(21)를 구비하는 전측부(17)와 축 조립체가 작동이 가능하게 연결되는 후측부(18)를 구비한다. 상기 2개의 부품(13 및 14)은 상기 회전축선 X-X을 포함하는 평면 내에서 상호 조립된다. 따라서, 상기 평면은 케이싱의 전후측부(17 및 18)를 통해 연장한다.The pump casing 12 is shown in FIGS. 3 and 4 and includes two components 13 and 14 which can be joined together. An opening 16 is formed in the flange 15 to accommodate the mounting bolts for joining the two parts together. In the assembled state, the casing has a front side 17 having an inlet 21 and a rear side 18 to which the shaft assembly is operatively connected. The two parts 13 and 14 are assembled together in a plane including the axis of rotation X-X. Thus, the plane extends through the front and back sides 17 and 18 of the casing.

상기 라이너(20)는 적절한 일레스토머 재료로 형성된 일체 구조이다.The liner 20 is a unitary structure formed of a suitable elastomeric material.

도 5 내지 도 7에 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이, 상기 라이너(20)는 환 형 플랜지(31 및 32)를 구비하며, 이들 플랜지는 펌프 케이싱의 부품(13 및 14)의 플랜지(15) 사이에 클램핑되는 구조로 되어 있다. 상기 플랜지(31 및 32)에는 가요성 립(lips; 35 및 36)을 포함하는 시일부(33 및 34)가 구비되어 있다. 상기 플랜지(31 및 32) 및 관련된 시일부(33 및 34)의 표면 상에는 복수의 보강 리브(ribs; 38)가 구비되어 있다. 도 7은 플랜지 및 시일부(31 및 33)의 단면을 도시한 것이고, 타측 단면도는 하나의 리브(38)를 따라 취한 것이다.As best seen in FIGS. 5-7, the liner 20 has annular flanges 31 and 32, which flanges between the flanges 15 of the components 13 and 14 of the pump casing. It is structured to be clamped on. The flanges 31 and 32 are provided with seals 33 and 34 comprising flexible lips 35 and 36. A plurality of reinforcing ribs 38 is provided on the surfaces of the flanges 31 and 32 and associated seals 33 and 34. FIG. 7 shows a cross section of the flange and seal portions 31 and 33, with the other cross section taken along one rib 38.

도 8은 시일 조립체의 설치상태를 도시한 것이다. 상기 시일부(34)는 케이싱(14)과 엔드 플레이트 조립체(19) 사이에 형성된 캐비티(42) 내에 배치되어 있다. 즉, 상기 시일부(34)는 캐비티(42) 내에 끼워져 있다. 상기 립(36)의 직경은 후측 라이너(26)의 조립중에 상기 립이 메인 라이너(20)의 내측으로 압축되도록 후측 라이너(26)의 외경보다 작게 되어 있다. 시일이 형성되면, 립(36)에 의해 펌프는 초기에 충만된 상태에서 정수압을 유지할 수 있다. 상기 캐비티는 시일부의 형상 및 시일부에 가해지는 압력을 제어하는데 이용된다. 즉, 가동중에 내부 영역은 가압되고, 그 압력은 시일부에 가해져서 시일 성능을 증대시킨다.8 shows the installation of the seal assembly. The seal portion 34 is disposed in a cavity 42 formed between the casing 14 and the end plate assembly 19. That is, the seal part 34 is fitted in the cavity 42. The diameter of the lip 36 is smaller than the outer diameter of the rear liner 26 such that the lip is compressed into the interior of the main liner 20 during assembly of the rear liner 26. Once the seal is formed, the lip 36 allows the pump to maintain hydrostatic pressure in an initially full state. The cavity is used to control the shape of the seal portion and the pressure applied to the seal portion. That is, the inner region is pressurized during operation, and the pressure is applied to the seal portion to increase the seal performance.

상기 일레스토머가 일체로 형성되어 있으므로 종래 펌프에 있어서의 수직의 접합 라인 및 그 접합 라인에서의 마모에 기인된 취약성을 회피할 수 있다.Since the elastomer is formed integrally, it is possible to avoid the vulnerability caused by the vertical joining line and wear in the joining line in the conventional pump.

또, 상기 일레스토머재의 라이너는 내부의 금속 골격이 필요치 않으므로 라이너의 제작성이나 내마모의 내구성에 악영향을 미치지 않은 상태에서 라이너를 균일한 두께로 제작하거나 높은 마모 영역을 더 두껍게 제작할 수 있다. 또, 내부의 보강재가 없으므로 상기 일레스토머 라이너는 펌프의 가동시 발생되는 펌프의 내압 에 의해 형성되는 펌프 케이싱의 내부 형상에 대해 더욱 용이하게 정합될 수 있고, 그 결과 금속 케이싱과 라이너 사이의 틈새가 최소화됨으로써 일레스토머의 진동과 히스테리시스 가열(hysteresis heating) 및 그에 따른 수명의 감소를 예방하고 강고한 라이너를 제공할 수 있다.In addition, since the liner of the elastomer material does not need an internal metal skeleton, the liner may be manufactured to a uniform thickness or a high wear area may be made thicker without adversely affecting the manufacturability of the liner or durability of wear resistance. In addition, since there is no internal reinforcing material, the elastomeric liner can be more easily matched to the internal shape of the pump casing formed by the internal pressure of the pump generated when the pump is operated, and as a result, the gap between the metal casing and the liner This minimizes the vibration of the elastomer and hysteresis heating and thus the reduction of the lifetime, thereby providing a firm liner.

전술한 바와 같이, 라이너를 외측의 금속 케이싱으로 지지하기 위해 라이너의 수평 중심선을 중심으로 하는 후육부(thickened region)가 형성되고, 외측의 금속 케이싱에 의해 클램핑시킬 수 있도록 라이너의 양측에 연장부가 형성되어 있다. 고무 라이너 양측의 상기 연장부에는 또 상기 외측 케이싱에 의한 클램핑 및 펌핑된 유체의 내압에 의해 초기에 동작하는 일체형 시일이 구비되어 있다. 이와 같은 구성에 있어서, 내부의 금속 골격 또는 보강재가 불필요하므로 라이너를 상이한 일레스토머 화합물로 주조할 때 라이너를 더 용이하게 시일시킬 수 있다.As described above, thickened regions about the horizontal centerline of the liner are formed to support the liner with the outer metal casing, and extensions are formed on both sides of the liner so that they can be clamped by the outer metal casing. It is. The extensions on both sides of the rubber liner are also provided with an integral seal that is initially operated by clamping by the outer casing and internal pressure of the pumped fluid. In such a configuration, the inner metal skeleton or reinforcement is unnecessary, and thus the liner can be more easily sealed when casting the liner with different elastomeric compounds.

상기 라이너는 수직의 분리선이 없으므로 케이싱의 설계가 용이하고 케이싱의 볼트가 불필요해진다. 상기 라이너 돌출부 및 라이너의 양측 상의 시일은 임펠러를 라이너의 측부를 통해 설치할 수 있도록 하고 사이드 라이너에 적합시키기 위해 충분히 큰 직경으로 제작된다.The liner has no vertical divider line, which facilitates the design of the casing and eliminates the need for bolts on the casing. The liner protrusions and seals on both sides of the liner are fabricated with a sufficiently large diameter to allow for installing the impeller through the sides of the liner and to fit the side liner.

따라서, 상기 외측 케이싱은 일체형 라이너를 설치할 수 있도록 2 부재로 제작되어야 한다. 당연히 상기 케이싱의 분리선은 복수의 다양한 위치 중에서 선택될 수 있다. 따라서 펌프의 중심선 상에서의 케이싱 볼트의 갯수를 감소시킬 수 있다. 상기 케이싱 볼트는 2개의 케이싱 하프를 일체로 유지하는 기능 및 상기 라이너를 케이싱 내에 유지하기 위해 일레스토머의 후육부(raised elastomer land)를 압착하 는 기능의 이중의 기능을 가진다. 상기 외측 금속 케이싱의 양측부는 또 상기 일레스토머 라이너의 돌출부를 압착 및 지지하고, 일레스토머 라이너의 양측 상에서 시일을 형성하고, 일레스토머 라이너가 압력에 의해 밀려나거나 진공에 의해 내부로 흡인되지 않도록 도와준다. 상기 금속 케이싱은 2 개의 분리된 부품으로 제작하거나 일체로 주조한 후 제조과정에서 분할할 수 있다.Therefore, the outer casing should be made of two members so as to install an integrated liner. Naturally, the dividing line of the casing can be selected from a plurality of various positions. Thus, the number of casing bolts on the centerline of the pump can be reduced. The casing bolt has a dual function of integrally holding the two casing halves and compressing the raised elastomer land of the elastomer to retain the liner in the casing. Both sides of the outer metal casing also squeeze and support the protrusions of the elastomeric liner, form a seal on both sides of the elastomeric liner, and the elastomeric liner is not pushed by pressure or sucked into the interior by vacuum. Help me avoid The metal casing may be made of two separate parts or may be cast integrally and then split during manufacture.

일체형 라이너 및 2 부품 케이싱을 사용하면 유지비용을 저감하는데 도움이 된다. 대부분의 경우, 펌프 배출 배관은 펌프에 부착한 상태로 둘 수 있고, 펌프 흡입 배관, 전측 라이너 및 임펠러를 제거하면 펌프의 내부에 조사를 위해 접근할 수 있다.Integral liners and two-component casings help reduce maintenance costs. In most cases, the pump discharge line can be left attached to the pump, and removing the pump suction line, front liner and impeller allows access to the interior of the pump for irradiation.

상기 케이싱은 고압 하에서 사용하기 위한 리브(rib)를 구비하도록 설계하거나 구비하지 않도록 설계할 수 있다. 상기 케이싱 볼트는 탄성 한계를 초과하지 않는 상태의 최대 설계압력을 가지도록 설계된다.The casing may be designed to have or not have ribs for use under high pressure. The casing bolt is designed to have a maximum design pressure without exceeding the elastic limit.

본 명세서 내에 종래의 기술을 인용한 것이 상기 종래의 기술이 호주(Australia) 내에서 일반적인 상식의 일부를 구성한다고 승인하거나 어떤 형태의 암시를 한 것으로 해석되어서는 안된다.The citation of the prior art within this specification should not be construed as an admission or any form of suggestion that the prior art constitutes part of general common sense in Australia.

본 명세서 및 첨부된 청구범위의 기재에 있어서, 문맥상 다른 의미로 해석되는 경우를 제외하고, "포함한다" 및 "포함하는"과 같은 단어는 기재된 정수 또는 단계 또는 일련의 정수 또는 단계를 배제하지 않고, 그 정수 또는 단계 또는 일련의 정수 또는 단계를 포함함을 의미한다.In the description of this specification and the appended claims, words such as "comprises" and "comprising" do not exclude an integer or a step or a series of integers or steps described, except where the context interprets it in a different sense. Without the integer or step, or a series of integers or steps.

마지막으로, 임의의 관점에 있어서의 본 발명의 개념은 많은 다양한 구조와 결합할 수 있으므로 본 발명은 첨부한 도면의 특수한 실시예에 한정되어서는 안되고, 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명의 구성 및 부품의 배열에 대해 다양한 변경, 개조 및/또는 추가가 가능하다.Finally, the concept of the present invention in any aspect may be combined with many different structures, so the present invention should not be limited to the specific embodiments of the accompanying drawings, and shall not be departing from the spirit and scope of the present invention. Various modifications, adaptations, and / or additions may be made to the configuration and arrangement of parts of the invention.

Claims

A pump housing assembly having a pump casing and a liner, the pump casing having at least two parts comprising opposing front and rear portions having a structure connected in mutually assembled positions, the two parts being A pump housing assembly having a common bond area disposed in at least one plane passing through the front and rear sides of the pump casing in an assembled position, wherein the liner is integrally comprised of an elastomeric material and the Annular flanges are provided on both sides, and these flanges are configured to be clamped between the two casing parts in an assembly position, the flange having a seal portion, the seal portion between the pump casing and the pump end plate assembly. It has a structure accommodated in the cavity formed in the A pump housing assembly.

2. The pump chamber for an impeller according to claim 1, wherein in the assembled position, the liner is disposed in the pump casing and is rotatable about an axis of rotation extending between the front and rear portions of the pump casing. Pump housing assembly.

The pump housing assembly of claim 1, wherein the two parts of the pump casing have a common joint area disposed in a plane coincident with the axis of rotation of the impeller.

delete

The pump housing assembly of claim 1, wherein the seal portion reacts to a pressure generated during operation of the pump.

The pump housing assembly of claim 1, wherein the liner does not have a metal reinforcement.

The pump housing assembly of claim 1, wherein the seal portion includes a flexible lip portion adapted to be pressed in the assembled position.

6. The pump housing assembly of claim 5 wherein said seal portion is wedge shaped.